SU1642563A1 - Устройство дл управлени двухтактным транзисторным преобразователем - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к преобразовательной технике и может быть использовано при разработке источников вторичного электропитани , предназначенных дл  преобразовани  посто нного напр жени  в регулируемое переменное. Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей преобразовател  и повышение его надежности. Устройство дл  управлени  двухтактным транзисторным преобразователем содержит два нуль- органа, делитель напр жени , четыре диода и мостовой врем задающий элемент . Устройство снабжено пиковым детектором ,одновибратором,источником опорного напр жени ,компаратором и пусковым конденсатором. В него также введены одиннадцать диодов и три резистора. Устройство снабжено клеммами управлени  и обратной св зи по току и состо нию силовых транзисторов преобразовател . Устройство обеспечивает защиту силовых транзисторов и симметрирование токов по полупериодам, обеспечивает частотный запуск и защи- |гу преобразовател  от перегрузок. 11 ил.

Description

Изобретение относитс  к преобразовательной технике и может быть использовано при разработке источников вторичного электропитани , предназначенных дл  преобразовани  посто нного напр жени  в переменное, регули руемое по частоте и величине выходного напр жени .

Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей преобразовател  за счет обеспечени  регулировани  выходного напр жени  и повышение его надежности за счет устранени  возможности одновременного отпирани  транзисторов, работающих в противотакте,

На чертеже приведена электрическа  схема устройства.

Устройство дл  управлени  двухтактным транзисторным преобразователем содержит два нуль-органа 1.2 (например, на компараторах), одно- вибратор 3, источник опорного напр жени  4, компаратор 5, пиковый детектор 6, конденсатор 7 и пусковой конденсатор 8, п тнадцать диодор

3

9-23, резистивный делитель напр жени  24, семь резисторов 25-31. В его состав также вход т шины 32, 33 дл  подключени  источника питани , клемма 34, дл  подключени  к цепи регулировани , три клеммы 35, 36, 37 дл  подключени  сигнала состо ни  транзисторов преобразовател  (на фиг.1, например, дополнительной обмотки трансформатора преобразовател ) , две клеммы 38, 39 дл  подключени  к входным цеп м управлени  преобразовател , две клеммы 40, 41 дл  подключени  к датчикам тока преобразовател  и клемма 42 дл  подключени  к цепи дистанционного управлени . Питающие выводы нуль-органов 1, 2 порогового одновибратора 3, источника опорного напр жени  4, компаратора 5 и входные выводы ре- зистивного делител  напр жени  24 подключены к соответствующим шинам 32, 22 источника питани . К положительной шине 32 источника питани  подключены резисторы 25, 26 мостового врем задающего элемента, вторые выводы которых подключены к разным кладкам конденсатора 7 и анодам 9, 12 и 10, 11 диодов соответственно. Точка соединени  входов опорного напр жени  нуль-органов-1,2 соединена с катодами 13, 16, анодом 23 диодов , клеммой 34 дл  подключени  синала регулировани , средней точкой делител  напр жени  24, первыми выводами пускового конденсатора 8 и резистора 31. Второй вывод резистора 31 подключен к клемме 35 дл  подключени  среднего вывода дополнител ной обмотки преобразовател , концы которой соединены с клеммами 36, 37 подключенными соответственно к анодам 14- и 17 диодов. Катод последнего соединен с катодами 10, 18, анодом 16 диодов, измерительным входом второго нуль-органа 2, а через резистор 30 - с выходом первого нуль- органа 1, катодом 12, анодом 19 диодов и через резистор 27 - с клеммой 40 дл  управлени  первым плечом преобразовател . Друга  клемма 41 дл  управлени  через резистор 28 содинена с выходом второго нуль-органа 2, катодом 11, анодом 15 диодов через резистор 29 - с измерительным входом первого нуль-органа 1, катодами 9, 14 и анодом 13 диодов. Анод диода 18 соединен с выходом компара

0

5

0

5

0

0

5

5

0

5

тора. 5, инвертирующий вход которого подключен к выходу пикового детектора 6, а неинвертирующий вход - к катоду диода 20, анод которого соединен с анодом диода 21 и клеммой 38 дл  подключени  датчика тока второго плеча преобразовател . Вход пикового детектора 6 соединен с клеммой 39 дл  подключени  датчика тока первого плеча преобразовател , и анодом диода 22, катоды диодов 21, 22 подключены к клемме 42 - дистанционного уп равлени  и первому входу одновибратора 3, второй вход которого соединен с выходом источника опорного напр жени  4, а выход - с катодами 15, 19 и 23 диодов. Вторые выводы пускового конденсатора 8 и общий вьюод пикового детектора 6 соединены с отрицательной шиной 33 источника питани , причем измерительными выводами нуль-органов 1,2 служат инвертирующие входы компараторов , входами опорного напр жени  - неинвертирующие. Величина резистора 25 задаетс  меньше, чем величина резистора 26.

Устройство работает следующим образом .

В исходном состо нии сигналы регулировани  и дистанционного управлени  на клеммах 34, 42 отсутствуют. На выходе одновибратора 3 - единичный уровень напр жени , на выходе компаратора 5 - нулевой уровень напр жени  При подаче напр жени  на шины питани  32, 33, ток, протекающий по цеп м: резистор 25, диоды 9, 13, пусковой конденсатор 8 и резистор 26, диоды 10, 16, пусковой конденсатор 8, создает на входах нуль-органов 1,2 (на компараторах) разность потенциалов, способствующую по влению на их выходах нулевых уровней напр жени . Так как быстродействие компараторов не может быть одинаковым, то по вление нулевого уровн  на одном из них происходит быстрее (например, на первом быстрее,чем на втором). С выхода первого нуль-органа 1, через резистор 30 нулевой сигнал обратной св зи подаетс  на измерительный вход второго нуль-органа 2 и переключает его в единичное состо ние. При этом на клемме 41 по вл етс  сигнал управлени  вторым плечом преобразовател . Конденсатор 7 мостового врем задающего элемента начинает зар жатьс  по цепи: шина 32, резистор

26, диод 12, нуль-орган 1, отрицательна  шина 33 источника питани . В момент, когда величина напр жени  на измерительном входе нуль-органа 2 превышает напр жение на его опорном входе,, происходит его переключение -. в нулевое состо ние. При этом сигнал управлени  на клемме 41 снимаетс , а через резистор 29 нулевой сигнал обратной св зи переводит первый нуль-орган 1 в единичное состо ние и на клемме 40 по вл етс  сигнал управлени  первым плечом преобразовател . Конденсатор 7 начинает перезар жатьс  по цепи: шина 32, резистор 26, конденсатор 7, диод 11, второй нуль-орган 2, шина 33, и в момент, когда напр жение ка измерительном входе первого нуль-органа 1 станет больше, чем на го опорном входе, он переключаетс  в нулевое .состо ние. Далее процессы повтор ютс . Одновременно с работой устройства происходит медленный зар д пускового конденсатора 8, что приводит к плавному увеличению напр жени  на опорных входах нуль-органов 1, 2 и пр мо пропорциональному уменьшению частоты сигнала управлени , до тех пор, пока напр жение не достигнет величины задаваемой разистивным делителем 24. Таким образом устройство осуществл ет частотный пуск преобразовател .

Выравнивание амплитуд токов плеч преобразовател  по полупериодам устройство осуществл ет следующим образом.

Сигнал от датчика тока первого плеча преобразовател  через клемму 39 поступает на вход пикового детектора 6, который фиксирует его амплитуду и задает порог срабатывани  дл  компаратора 5. В следующий полупери- од сигнал от датчика тока второго плеча преобразовател  через клемму 42 и диод 20 поступает на неинверти- рующий вход компаратора 5. В момент, когда его величина превысит уровень напр жени  на инвертирующем входе, компаратор переключател  в единичное состо ние и через диод 18 переключает нуль-орган 2 в нулевое состо ние , т.е. раньше, чем величина напр жени  на конденсаторе 7 достигнет его порога срабатывани . Вследствие того, что величина резистора 25 выбираетс  на 5-10% меньше величины резистора 26, длительность управл ющего импульса первого плеча преобразовател  будет всегда задающей дл  второго, т.е. первое плечо  вл етс  ведущим, а второе - ведомым.

При набросе или сбросе {нагрузки рассимметрировани  токов не происходит по причине инерционных свойств магнитопровода силового трансформатора преобразовател  и расчетного быстродействи  пикового детектора 6.

С целью компенсации пр мого падени  напр жени  в пиковом детекторе 6 при прохождении сигнала от датчика тока первого плеча преобразовател  установлен диод 20. Защита от сквозных токов в силовых транзисторах преобразовател  в устройстве осуществл етс  с помощью дополнительной обмотки со средним выводом. В момент, когда на клемме 40 присутствует управл ющий сигнал, в провод щем состо нии нахо- дитс  силовой транзистор первого плеча преобразовател . Ток дополнительной обмотки протекает по цепи: клемма 37, диод 17, диод 16, резистор 31, клемма 35 и удерживает второй нуль-ор- ган 2 в нулевом состо нии. Конденсатор 7 зар жаетс  через резистор 25, диод 11 и второй нуль-орган 2. В момент , когда напр жение на нем достигнет порога срабатывани  первого нуль- органа 1, последний переключаетс  в нулевое состо ние и силовой транзистор первого плеча преобразовател  начинает закрыватьс . Напр жение на дополнительной обмотке трансформатора сохран ет свою пол рность до полного запирани  транзистора, удержива  второй нуль-орган 2 в нулевом состо нии, после чего напр жение на ней мен ет свою пол рность, что дает возможность переключитьс  последнему в единичное состо ние. Срыва генерации при этом не происходит, так как смена пол рности ца дополнительной обмотке совпадает по фазе с напр жением на кон- денсаторе 7. Аналогично происходит защита от сквозных токов и в следующем полупериоде. Ток дополнительной обмотки при этом протекает по цепи: клемма 36, диод 14, диод 13, резистор 31, клемма 35.

При перегрузке на выходе преобразовател  сигналы от датчиков тока первого или второго плеча через 21 или 22 диоды поступают на первый вход

одновибратора 3. В момент, когда напр жение на нем превысит порог срабатывани  задаваемый от источника опорного напр жени  4, одновибратор 3 переключаетс  в нулевое состо ние и через диод 15, диод 19 снимает импульсы управлени  преобразователем, а через диод 23 разр жает пусковой конденсатор 8. По окончании нулевого импульса одновибратора 3 генераци  возобновл етс  с высокой частоты. При сохранении перегрузки устройство работает в режиме автоматического повторного включени . При по- даче внешнего единичного сигнала на клемму 42 дистанционного управлени , одновибратор 3 устанавливаетс  в нулевое состо ние на врем  действи  этого сигнала. Управл ющие импуль- сы преобразовател  при этом снимаютс , и он выключаетс . После сн ти  внешнего сигнала работа преобразовател  возобновл етс .

При подаче внешнего аналогового сигнала регулировани  на клемму-34 устройство обратно пропорционально измен ет частоту работы преобразовател  о

Таким образом, предлагаемое уст- ройство удовлетвор ет поставленным требовани м и работоспособно с полумостовыми и мостовыми преобразовател ми через трансформаторные усилители мощности и трансформаторы тока, а также имеет возможность дистанционного включени  и регулировани  от внешних сигналово Оно обеспечивает защиту от сквозных токов силовых - транзисторов, симметрирование токов по полупериодам, плавный пуск и защиту преобразовател  от перегрузки.

Фор-мула изобретени 

Устройство дл  управлени  двухтактным транзисторным преобразователем , содержащее два нуль-органа,, , делитель напр жени , четыре диода и мостовой врем задающий элемент, два плеча которого образованы первым и вторым резисторами, соединенными одними выводами с положительной шиной источника питани , другими - с анодами первого и второго указанных диодов, соответственно, образующих два других его плеча, к выходной диагонали упом нутого мостового врем - эадающего элемента подключен кон

0

5

0 5 0

0 5

денсатор, а выходы опорного напр жени  нуль-органов объединены с управл ющим выводом, предназначенным дл  подключени  сигнала регулировани  по закону частотно-импульсной модул ции и со средней точкой делител  напр жени , подключенного к шинам источника питани , причем упом нутые нуль-органы выполнены в виде компараторов, выходы которых используют как выходы устройства, отличающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей преобразовател  за счет обеспечени  регулировани  выходного напр жени  и повышени  его надежности , в него введены пиковый детектор , одновибратор, источник опорного напр жени , дополнительный компаратор , пусковой конденсатор, одиннадцать диодов, три дополнительных резистора, три клеммы дл  подключени  сигналов состо ни  транзисторов преобразовател , две клеммы дл  подключени  датчиков тока и клемма дистанционного управлени , катоды первого и второго вышеупом нутых диодов соединены соответственно с измерительными входами первого и второго нуль-органо , выходы которых соединены с катодами третьего и четвертого диодов, анодами подключенных к выходной диагонали мостового врем - задающего элемента, измерительный вход первого нуль-органа соединен с анодом п того и катодом шестого диодов и через первый дополнительный резистор - с выходом второго нуль- органа и анодом седьмого диода, измерительный вход второго нуль-органа соединен с анодом восьмого, катодами дев того и дес того диодов и через второй дополнительный резис- 5 тор - с выходом первого нуль-органа , подключенным к аноду одиннадцатого диода, анод дес того диода соединен с выходом дополнительного компаратора, инвертирующий вход которого подключен к выходу пикового детектора, а неинвертирующий вход - к катоду двенадцатого диода, анодом соединенного с анодом тринадцатого диода и клеммой первого датчика тока , клемма второго датчика тока подключена к входу пикового детектора и аноду четырнадцатого диода, катод которого объединен с катодом тринадцатого диода и подключен к

клемме дистанционного управлени  и первому входу одновибратора, второй вход которого соединен с выходом источника опорного напр жени , а выход - с катодами седьмого, одиннадцатого и п тнадцатого диодов, анод последнего диода соединен с входами опорного напр жени  нуль-органов, катодами п того и восьмого диодов, подключен к первому выводу пускового конденсатора и через третий дополни

тельный резистор св зан с вышеупом нутой первой клеммой дл  подключени  сигналов состо ни  транзисторов преобразовател , втора  и треть  клемма которого соединена соответственно с анодом шестого и дев того диодов, второй вывод пускового конденсатора подключен к отрицательной шине источника питани , причем величина второго резистора задаетс  меньше величины первого резистора.

+ о

OmMQ Ям.

- О

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Устройство для управления двухтактным транзисторным преобразователем, содержащее два нуль-органа,, , делитель напряжения, четыре диода и мостовой времязадающий элемент, два плеча которого образованы первым и вторым резисторами, соедйненными одними выводами с положительной шиной источника питания, другими - с анодами первого и второго указанных диодов, соответственно, образующих два других его плеча, к выходной диагонали упомянутого мостового времязадающего элемента подключен конденсатор, а выходы опорного напряжения нуль-органов объединены с управляющим выводом, предназначенным для подключения сигнала регулирования по закону частотно-импульсной модуляции и со средней точкой делителя напряжения, подключенного к шинам источника питания, причем упомянутые нуль-органы выполнены в виде компараторов, выходы которых используют как выходы устройства, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей преобразователя за счет обеспечения регулирования выходного напряжения и повышения его надежности, в него введены пиковый детектор, одновибратор, источник опорного напряжения, дополнительный компаратор, пусковой конденсатор, одиннадцать диодов, три дополнительных резистора, три клеммы для подключения сигналов состояния транзисторов преобразователя, две клеммы для подключения датчиков тока и клемма дистанционного управления, катоды первого и второго вышеупомянутых диодов соединены соответственно с измерительными входами первого и второго’ нуль-органов, выходы которых соединены с катодами третьего и четвертого диодов, анодами подключенных к выходной диагонали мостового времязадающего элемента, измерительный вход первого нуль-органа соединен с анодом пятого и катодом шестого диодов и через первый дополнительный резистор - с выходом второго нульоргана и анодом седьмого диода, измерительный вход второго нуль-органа соединен с анодом восьмого, катодами девятого и десятого диодов и через второй дополнительный резистор - с выходом первого нуль-органа, подключенным к аноду одиннадцатого диода, анод десятого диода соединен с выходом дополнительного компаратора, инвертирующий вход ко50 торого подключен к выходу пикового детектора, а неинвертирующий вход к катоду двенадцатого диода, анодом соединенного с анодом тринадцатого диода и клеммой первого датчика то55 ка, клемма второго датчика тока подключена к входу пикового детектора и аноду четырнадцатого диода, катод которого объединен с катодом тринадцатого диода и подключен к

   9 >642563 клемме дистанционного управления и первому входу одновибратора, второй вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, а выход - с катодами седьмого, одиннадцатого и пятнадцатого диодов, анод последнего диода соединен с входами опорного напряжения нуль-органов, катодами пятого и восьмого диодов, подключен к первому выводу пускового конденсатора и через третий дополни тельный резистор связан с вышеупомянутой первой клеммой для подключения сигналов состояния транзисторов преобразователя, вторая и третья клем¹ ма которого соединена соответственно с анодом шестого и девятого диодов, второй вывод пускового конденсатора подключен к отрицательной шине источника питания, причем величина второго резистора задается меньше величины первого резистора.

   Составитель А.Чесноков Редактор М.Васильева Техред С.Мигунова Заказ 1434 Тираж 392 Корректор Н.Ревская Подписное

   ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

   Производственно-издательский комбинат Патент”,»г. Ужгород, ул. Гагарина, 101